• Title, Summary, Keyword: 비선형 동적해석

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Effects of Nonlinear Soil Characteristics on the Dynamic Stiffnesses of a Foundation- Soil system Excited with the horizontal Motion (지반의 비선형 특성이 수평방향 운동을 받는 기초지반 체계의 동적강성에 미치는 영향)

  • 김용석
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.3
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    • pp.55-65
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    • 2000
  • 구조물 지진해석을 위한 구조물 -지반 상호작용 해석에서도 비선형 지반 특성을 고려한 비선형해석이 요구되고 있어 구조물 비선형 지진 해석을 위해 기초 지반에 대한 수평방향 비선형 해석을 수행하였다. 기초지반은 UBC 분류에서 규정한 보통지반인 Sn 지반과 연약지반인 SE 지반을 고려하였고, 지반의 비선형 특성은 Ramberg-Osgood 모델을 이용하였다. 비선형 지반이 기초지반 수평 및 회전 동적 강성 및 감쇠비에 미치는 영향을 조사하기 위하여 얕은 기초와 묻힌기초에 대해 기초 크기, 지반깊이 및 말뚝유무에 따른 동적 강성 및 감쇠비 변화를 조사하였는데, 지반의 비선형 특성이 기초지반의 선형 수평 및 회전 강성과 감쇠비를 크게 감소 또는 증가시키는 것으로 나타났으며, 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무의 영향도 큰 것으로 나타나 구조물 지진해석시 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무와 함께 지반의 비선형성도 고려하는 것이 필요한 것으로 판단되었다.

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Linear Analysis and Non-linear Analysis with Co-Rotational Formulation for a Cantilevered Beam under Static/Dynamic Tip Loads (정적 및 동적 하중을 받는 외팔보 거동에 관한 선형 및 CR 정식화 비선형 예측의 비교)

  • Ko, Jeong-Woo;Bin, Young-Bin;Eun, Won-Jong;Shin, Sang-Joon
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.28 no.5
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    • pp.467-475
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    • 2015
  • In this paper, the behaviour of a cantilevered beam was predicted to examine the difference between linear and non-linear static, dynamic analysis for a structure by using CR nonlinear formulation. Then, external transverse static and dynamic loads were applied at the free tip of the beam. Classical theories were used for the present linear analysis and co-rotational dynamic FEM program was used for the present nonlinear analysis. In the static analysis, effects of the load for the beam deflection were observed in both linear and nonlinear analysis. Then, normalized displacement at the tip of the beam was predicted for different frequency ratio and a significant difference was obtained in the vicinity of the resonant frequency. In addition, effects of frequency and time for the beam deflection were investigated to find the frequency delay.

Evaluation of the Seismic Performance for Domestic URM Buildings Using Nonlinear Dynamic Analysis (비선형 동적해석을 통한 국내 비보강 조적조 건축물의 내진성능 평가)

  • Baek, Eun-Rim;Kim, Jung-Hyun;Lee, Sang-Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.20 no.3
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    • pp.83-92
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    • 2016
  • The purpose of this study is to evaluate the seismic performance of domestic unreinforced masonry(URM) buildings using nonlinear dynamic analysis. For that, the nonlinear hysteresis models suggested in the previous research were validated for the dynamic analysis. The results of the shaking table test were compared with the dynamic analysis results using the suggested nonlinear hysteresis models. As a result, the nonlinear hysteresis models were expected to be applicable to the dynamic analysis of URM buildings. Based on the models, the dynamic analysis of domestic URM buildings varying the number of stories and opening ratio was carried out. The analysis results showed that most of the domestic URM buildings were very vulnerable to design earthquake in Korea.

지반-구조물 상호작용을 고려한 축대칭 원전 구조물의 비선형 지진해석

  • 윤정방;최준성;김재민
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • pp.333-338
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    • 1996
  • 강진에 의한 원전구조물의 동적해석시 지반의 비선형특성은 반드시 고려해야 할 사항이다. 지반의 비선형특성은 지반-구조계의 동적응답을 구하는 과정에서 가장 중요한 요소중의 하나며 이를 고려한 비선형 지진해석은 일반적으로 매우 복잡하고 정해를 구하기가 매우 어려운 문제다. 본 연구에서는 비선형 해법으로 널리 사용되고 있는 등가선형화방법을 사용하여 계측결과가 있는 TEPSCO 비선형 지진문제를 해석하였으며 이 방법의 정확도와 적용성을 분석하였다. 아울러 축대칭기법을 사용하여 비선형지진해석을 수행할때의 문제점에 관해서도 검토하였다.

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MPA-based IDA Using the Inelastic Displacement ratio, CR and the Collapse Intensity, RC (비탄성변위비와 붕괴강도비를 이용한 MPA기반의 IDA 해석법)

  • Han, Sang-Whan;Seok, Seung-Wook;Lee, Tae-Sub
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.14 no.5
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    • pp.33-39
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    • 2010
  • This study develops an approximate procedure for incremental dynamic analysis (IDA) using modal pushover analysis (MPA) with empirical equations of the inelastic displacement ratio ($C_R$) and the collapse strength ratio ($R_C$). By using this procedure, it is not required to conduct linear or nonlinear response history analyses of multi- or single- degree of freedom (MDF) systems. Thus, IDA curves can be effortlessly obtained. For verification of the proposed procedure, the 6-, 9- and 20-story steel moment frames are tested under an ensemble of 44 ground motions. The results show that the MPA-based IDA with empirical equations of $C_R$ and $R_C$ produced accurate IDA curves of the MDF systems. The computing time is almost negligible compared to the exact IDA using repeated nonlinear response history analysis (RHA) of a structure and the original MPA-based IDA using repeated nonlinear RHA of modal SDF systems.

Dynamic Analysis of Steel Jackets under Wave and Earthquake Loadings I : Linear and Non-linear F. E. Formulation (파랑 및 지진하중을 받는 스틸자켓의 동적해석 I : 선형 및 비선형 유한요소 정식화)

  • 김문영;백인열;고진석
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.5
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    • pp.1-11
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    • 2001
  • The purpose of this study is to develop the main program and pre/post processor for the geometric and plastic non-linear analysis of steel jacket structures subjected to wave and earthquake loadings. In this paper, steel jackets are modelled using geometric non-linear space frames and wave loadings re evaluated based on Morrison equation using the linear Airy theory and the fifth Stokes theory. Random wave is generated using JONSWAP spectrum. For earthquake analysis, dynamic analysis is performed using artificial earthquake time history. Also the plastic hinge method is presented for limit analysis of steel jacket. In the companion paper, the pre/post processor is developed and the numerical examples are presented for linear and non-linear dynamic analysis of steel jackets.

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Nonlinear Dynamic Analysis of Deep Water Riser by the Utilization on the Kinematic Constraint Condition (운동학적 제약조건을 이용한 심해저 라이저의 비선형 동적해석)

  • 홍남식
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.495-508
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    • 1999
  • 변형된 라이저의 단위 접선벡터상의 운동학적 제약조건을 적용하여 심해저 라이저의 비선형 동적해석을 행한다. 이 조건의 적용으로 자유도수를 감소시킬 수 있으며 심한 비선형성으로 인한 해의 발산 가능성을 제거할 수 있다. 라이저의 거대변형으로 인한 기하학적 비선형성과 비선형 경계조건이 고려된다. 또한, 비선형성이 포함되는 수동학적 하중이 조류와 파랑에 의해 발생하여 내부에 정상류가 흐르는 라이저관의 외벽에 작용하게 된다. 이 외에도라이저 자체의 축방향 변형조건을 고려한다. Galerkin의 유한요소 근사화와 시간증분자를 적용하여 유한요소에 대한 평형 메트릭스 방정식을 유도하고, 수치해석을 위한 알고리즘을 제안하며 API 보고서의 결과와 비교함으로써 제안된 모델이 검증된다. 또한, 기하학적 비선형성으로 인한 영향을 조사하였다.

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Nonlinear Analysis of Dynamics of Beams with Special Boundary Conditions (특이 경계 조건을 갖는 보의 동적 비선형 해석)

  • 김정운;권영두
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.799-808
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    • 1991
  • 본 연구에서는 연속체 역학의 에너지 원리에서 출발하여, 동적 비선형 해석을 위한 유한요소 식들을 유도하고, 이를 이용하여 특이 경계조건을 갖는 고체의 대변위 동적 선형 현상과 비선형 현상에 관하여 연구하고자 한다.

Improved Distribution of Seismic Forces for Evaluation of Nonlinear Seismic Response of Building Structures (건축구조물의 비선형 지진응답 평가를 위한 개선된 지진하중 분배방법)

  • 이동근;최원호;안지희
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.33-47
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    • 2001
  • 성능에 기초한 내진설계에서는 구조물이 보유하고 있는 능력을 효과적으로 파악하기 위해서 비선형 정적 해석이 적용되고 있다. 그러나 비선형 정적해석은 고차모드에 대한 효과를 고려하지 못함으로써 고층구조물이나 비정형 구조물과 같은 경우에는 정확한 비선형 지진응답의 산정과 내진성능을 평가하는데 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 건축구조물의 선형 및 비선형 지진응답 평가를 위하여 응답 스펙트럼해석을 통하여 얻어지는 층전단력으로부터 층하중을 산정하는 유사동적해석법이 적용되었다. 제안된 방법을 비선형 정적 해석에 적용하여 구조물의 비선형 자동응답을 비선형 시간이력해석의 결과와 비교하였다. 기존의 층분포하중에 의한 비선형 지진응답과 비교하였으며, 제안된 방법에 의한 지진 응답이 구조물의 비선형 거동특성을 가장 정확하게 표현하였다. 그러므로 본 연구에서 제안된 방법을 사용하여 비선형 정적 해석을 수행한다면 비교적 명확한 건축물의 비선형 거동특성과 내진성능을 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

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Nonlinear Dynamic Analysis of Reinforced Concrete Shells Using Layered Elements with Drilling DOF (회전자유도를 갖는 층상화 요소를 이용한 철근콘크리트 쉘구조의 비선형 동적해석)

  • 김태훈;이상국;신현목
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.6
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    • pp.21-27
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    • 2001
  • In this paper, a nonlinear finite element procedure is presented for the dynamic analysis of reinforced concrete shells. A computer program, named RCAHEST(reinforced concrete analysis in higher evaluation system technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. A 4-node flat shell element will drilling rotational stiffness is used for spatial discretization. The layered approach is used to discretize behavior of concrete and reinforcement through the thickness. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. The smeared crack approach is incorporated. Solution of the equations of motion is obtained by numerical integration using Hilber-Hughes-Taylor(HHT) algorithm. The proposed numerical method for the nonlinear dynamic analysis of reinforced concrete shells is verified by comparison with reliable analytical results.

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